由于Si/SiGe/Si所具有的异质性接口特性,以及与主流Si-技术制程的兼容性,将开启新一代微电子技术潮流,其组件应用主要可分为两大类:一.Heterojunction Field Effect Transistor(HFET);二.Heterojunction Bipolar Transistor(HBT)。其中HBT首先验证于1988,之后就有快速进展,截止频率从开始的30GHz推到目前130GHz,直逼GaAs特性。今天SiGe HBT已渐属发展成熟技术,正导入量产阶段。
随着无线通信蓬勃发展,其相关RF ICs需求日益殷切,找寻低成本、高效益、高集积度的制程技术来配合IC设计更是急迫。具有优异高频特性,以及易与CMOS整合成BiCMOS的SiGe技术,无疑将是最佳选择,而且预估可涵盖到更高频的MMICs,以及高速模拟/数字混合式ICs上,目前全世界各大半导体厂商无不开始积极研发或列入下一世代重点技术;亦有相当多研究机构进一步将各式高频/高速主动组件和被动组件与SiGe HBT整合,应用在Millimeter Wave Sensor、Communication上,以及利用SiGe/Si异质性结构制作Optoelectronics组件,应用在OEICs产品上;可说是一种甚具实用性与前瞻性的技术。
本文首先扼要阐述SiGe HBT组件物理与特性,据此与其它技术的组件如CMOS、Bipolar、GaAs(MESFET、HBT)作一广泛的比较,以了解各种技术应用在高频/高速ICs的利基所在。接着讨论SiGe HBT的关键制程技术,包括各式SiGe薄膜成长技术、不同组件结构、和SiGe BiCMOS整合技术。
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